CN114745391A - 一种全球内容分发的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种全球内容分发的方法及系统，涉及互联网技术领域。一种全球内容分发的方法包括：确定全球内容分发网络节点，其中，全球内容分发网络中节点包括：源内容数据节点、全球负载均衡集群及内容分发节点；通过邻近原则的ACS集群智能算法将源内容数据指向全球负载均衡集群；接收来自源内容数据节点的用于提供内容的请求，创建下载指针，下载指针包括待向全球内容分发提供的内容段的信息；基于处理后的全球负载均衡集群、内容段的信息、内容分发网络拓扑结构、提供内容的请求和预设约束条件，确定分发决策。能够实现网络负载均衡，智能多线，自动获取最快路径，实现真正意义上的全球网络加速。本申请还提出了一种全球内容分发的系统。

Description

一种全球内容分发的方法及系统

技术领域

本申请涉及互联网技术领域，具体而言，涉及一种全球内容分发的方法及系统。

背景技术

近年来，随着云计算、边缘计算等技术的飞速发展，内容分发网络(ContentDistribution Network，简称CDN)逐渐成为了互联网的流量中心。预计到2022年，内容分发网络将承载72％的互联网流量。

内容分发网络利用分布式的云、边节点上的计算和存储能力，将互联网应用的内容分发到靠近用户的缓存服务器上，降低用户访问内容的访问时延；同时，通过在云和边上部署内容副本服务区域用户，降低了源服务器的访问压力，节约了主干网上的网络流量。

互联网从诞生的第一天起，就缺乏一个专门的中央管理结构，也缺乏统一的产品和技术标准。这一点曾是互联网得以迅速发展的优势。但是，随着全球互联网的规模越来越大，这一点造成了众多不同网络结构并存的局面。不同国家网络间的兼容以及不同网络运营商之间的传输瓶颈等问题使得数据的流通受到限制。据统计，现有互联网上的平均国际传输速率不高于30Kbps。

另外，现有的互联网以数据包传输为基础，任何一个数据包的丢失或出错都必须重新发送，而平均一个重传过程需要3秒钟，从而导致延迟。并且现有的HTTP协议也有诱发延迟的因素，据调查，完整下载一个网页，需要在用户和服务器之间往返20～100次。

最后，现有的路由技术以路由器工作状态的历史数据为依据来确定当前数据包的传输路径，无法真实反应当前的路由和网络连接状况。这往往会导致数据传输所经过的路径并不是当前的最佳路径。而且，众多的路由器和交换机不但使数据传输的时间延迟增大，还会增加出错的几率，因为任何一个路由器出现问题都会影响到整个传输过程。

发明内容

本申请的目的在于提供一种全球内容分发的方法，其能够实现网络负载均衡，智能多线，自动获取最快路径，实现真正意义上的全球网络加速。

本申请的另一目的在于提供一种全球内容分发的系统，其能够运行一种全球内容分发的方法。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种全球内容分发的方法，其包括确定全球内容分发网络节点，其中，全球内容分发网络中节点包括：源内容数据节点、全球负载均衡集群及内容分发节点；通过邻近原则的ACS集群智能算法将源内容数据指向全球负载均衡集群；接收来自源内容数据节点的用于提供内容的请求，创建下载指针，下载指针包括待向全球内容分发提供的内容段的信息；基于处理后的全球负载均衡集群、内容段的信息、内容分发网络拓扑结构、提供内容的请求和预设约束条件，确定分发决策。

在本申请的一些实施例中，上述确定全球内容分发网络节点，其中，全球内容分发网络中节点包括：源内容数据节点、全球负载均衡集群及内容分发节点包括：将源内容数据节点中的源文件分成多个段，其中为每个段分配一个序列号，每个段创建一组可能的呈递，并将对应的序列号集成到每个节点中。

在本申请的一些实施例中，上述还包括：基于不同时刻的源内容数据节点、内容分发节点和各终端的位置信息，以及各节点之间的通信链路，确定内容分发网络拓扑结构。

在本申请的一些实施例中，上述通过邻近原则的ACS集群智能算法将源内容数据指向全球负载均衡集群包括：通过ACS集群智能算法增强源内容数据的鲁棒性，避免个体出现故障而影响集群对整个问题的求解。

在本申请的一些实施例中，上述还包括：源内容数据节点与内容分发节点采用高速压缩通道进行数据通信。

在本申请的一些实施例中，上述接收来自源内容数据节点的用于提供内容的请求，创建下载指针，下载指针包括待向全球内容分发提供的内容段的信息包括：根据创建的下载指针，对包括至少一个内容段的至少一个源内容数据进行搜索，并启动与至少一个源内容数据的通信会话，其中，通过发送所需段的密钥方式来发送用于下载段的请求。

在本申请的一些实施例中，上述基于处理后的全球负载均衡集群、内容段的信息、内容分发网络拓扑结构、提供内容的请求和预设约束条件，确定分发决策包括：基于全球负载均衡集群，确定在目标预测时间范围内且满足预设约束条件时，分发效率达到最大的目标分发节点，基于目标分发节点，确定分发决策。

第二方面，本申请实施例提供一种全球内容分发的系统，其包括全球内容分发网络节点模块，用于确定全球内容分发网络节点，其中，全球内容分发网络中节点包括：源内容数据节点、全球负载均衡集群及内容分发节点；

集群智能模块，用于通过邻近原则的ACS集群智能算法将源内容数据指向全球负载均衡集群；

创建下载指针模块，用于接收来自源内容数据节点的用于提供内容的请求，创建下载指针，下载指针包括待向全球内容分发提供的内容段的信息；

分发决策模块，用于基于处理后的全球负载均衡集群、内容段的信息、内容分发网络拓扑结构、提供内容的请求和预设约束条件，确定分发决策。

在本申请的一些实施例中，上述包括：用于存储计算机指令的至少一个存储器；与上述存储器通讯的至少一个处理器，其中当上述至少一个处理器执行上述计算机指令时，上述至少一个处理器使上述系统执行：全球内容分发网络节点模块、集群智能模块、创建下载指针模块及分发决策模块。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如一种全球内容分发的方法中任一项的方法。

相对于现有技术，本申请的实施例至少具有如下优点或有益效果：

能够实现网络负载均衡，智能多线，自动获取最快路径，实现真正意义上的全球网络加速。确定由源内容数据节点、内容分发节点和各终端构成的内容分发网络拓扑结构。基于各终端请求、内容分发网络拓扑结构、历史信息和预设约束条件，确定分发策略。将分发效率作为分发决策的确定标准，通过计算、存储、网络资源的互补与协作，实现互联网内容在全球范围内的低延迟和高效率的分发。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种全球内容分发的方法步骤示意图；

图2为本申请实施例提供的一种全球内容分发的方法详细步骤示意图；

图3为本申请实施例提供的一种全球内容分发的系统模块示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电子设备。

图标：10-全球内容分发网络节点模块；20-集群智能模块；30-创建下载指针模块；40-分发决策模块；101-存储器；102-处理器；103-通信接口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例1

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种全球内容分发的方法步骤示意图，其如下所示：

步骤S100，确定全球内容分发网络节点，其中，全球内容分发网络中节点包括：源内容数据节点、全球负载均衡集群及内容分发节点；

在一些实施方式中，内容分发节点，天地网络中具备一定计算、存储、网络资源的节点。例如：卫星分发节点、地面的云分发节点等。内容分发节点间通过星间链路、星地通信链路和地面网络等方式实现互联。在全球内容分发过程中，源内容服务器上的原始数据内容，将通过大量内容分发节点实现全球范围内的内容分发。

步骤S110，通过邻近原则的ACS集群智能算法将源内容数据指向全球负载均衡集群；

在一些实施方式中，蚁群算法(Ant Colony System,简称ACS)的控制是分布式的，不存在中心控制。因而它更能够适应当前网络环境下的工作状态，并且具有较强的鲁棒性，即不会由于某一个或几个个体出现故障而影响集群对整个问题的求解。集群中的每个个体都能够改变环境，这是个体之间间接通信的一种方式，这种方式被称为激发工作(Stigmergy)。由于集群智能可以通过非直接通信的方进行信息的传输与合作，因而随着个体数目的增加，通信开销的增幅较小，因此，它具有较好的可扩充性。集群中每个个体的能力或遵循的行为规则非常简单，因而集群智能的实现比较方便，具有简单性的特点。集群表现出来的复杂行为是通过简单个体的交互过程突现出来的智能(Emergent Intelligence)，因此，集群具有自组织性。群集智能可以在适当的进化机制引导下通过个体交互以某种突现形式发挥作用。这是个体以及可能的个体智能难以做到的。

步骤S120，接收来自源内容数据节点的用于提供内容的请求，创建下载指针，下载指针包括待向全球内容分发提供的内容段的信息；

在一些实施方式中，与提供内容的请求标识符相关联的下载指针的生成过程可以用其他方式实现，包括随机生成提供内容的请求标识符和下载指针，随后在数据库中保存所获得的绑定关系。这就是为什么实施例仅是一个特定实施例，并且在用于内容分发的方法的各种不同实施例中，提供内容的请求标识符与下载指针的绑定关系的其他变化形式是可行的。

步骤S130，基于处理后的全球负载均衡集群、内容段的信息、内容分发网络拓扑结构、提供内容的请求和预设约束条件，确定分发决策。

在一些实施方式中，在本发明提供的内容分发网络中，可以结合卫星作为卫星分发节点，设计基于星地协同的内容分发网络。由于卫星包括静态卫星和动态卫星，源内容服务器在确定待分发内容的在内容分发节点上的分配时，需要基于卫星星座特征、地面云计算平台分布情况，卫星动态时变的位置信息用户分布等信息等，确定内容分发网络的拓扑结构。

实施例2

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种全球内容分发的方法详细步骤示意图，其如下所示：

步骤S200，将源内容数据节点中的源文件分成多个段，其中为每个段分配一个序列号，每个段创建一组可能的呈递，并将对应的序列号集成到每个节点中。

步骤S210，基于不同时刻的源内容数据节点、内容分发节点和各终端的位置信息，以及各节点之间的通信链路，确定内容分发网络拓扑结构。

步骤S220，通过ACS集群智能算法增强源内容数据的鲁棒性，避免个体出现故障而影响集群对整个问题的求解。

步骤S230，源内容数据节点与内容分发节点采用高速压缩通道进行数据通信。

步骤S240，根据创建的下载指针，对包括至少一个内容段的至少一个源内容数据进行搜索，并启动与至少一个源内容数据的通信会话，其中，通过发送所需段的密钥方式来发送用于下载段的请求。

步骤S250，基于全球负载均衡集群，确定在目标预测时间范围内且满足预设约束条件时，分发效率达到最大的目标分发节点，基于目标分发节点，确定分发决策。

在一些实施方式中，GCDN，全称是GlobalContentDeliveryNetwork，全球内容分发网络，GCDN全球负载均衡集群接收发送的请求，对请求的域名地址进行智能接解析，在对域名进行解析中对GCDN节点的反应时间做对比，对比出反应时间最短的GCDN节点服务器的IP地址，将反应时间最短的GCDN节点服务器的IP地址返回给本地DNS服务器，本地DNS服务器接收并做临时存储该有效的IP地址。浏览器接收返回的IP地址，并对IP地址进行访问，GCDN节点服务器对访问的用户直接进行响应，在访问的过程中GCDN节点服务器通过接收到信息直接与源站服务器之间尽力网路直线通道进行调取相关的服务信息内容反馈给GCDN节点服务器对用户进行响应，供用户浏览和使用。源站服务器与GCDN节点服务器采用高速压缩通道进行数据通信。在其中传输数据过程中，传输速度快，传输速率稳定。

实施例3

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种全球内容分发的系统模块示意图，其如下所示：

全球内容分发网络节点模块10，用于确定全球内容分发网络节点，其中，全球内容分发网络中节点包括：源内容数据节点、全球负载均衡集群及内容分发节点；

集群智能模块20，用于通过邻近原则的ACS集群智能算法将源内容数据指向全球负载均衡集群；

创建下载指针模块30，用于接收来自源内容数据节点的用于提供内容的请求，创建下载指针，下载指针包括待向全球内容分发提供的内容段的信息；

分发决策模块40，用于基于处理后的全球负载均衡集群、内容段的信息、内容分发网络拓扑结构、提供内容的请求和预设约束条件，确定分发决策。

如图4所示，本申请实施例提供一种电子设备，其包括存储器101，用于存储一个或多个程序；处理器102。当一个或多个程序被处理器102执行时，实现如上述第一方面中任一项的方法。

还包括通信接口103，该存储器101、处理器102和通信接口103相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器101可用于存储软件程序及模块，处理器102通过执行存储在存储器101内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口103可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。

其中，存储器101可以是但不限于，随机存取存储器101(Random Access Memory，RAM)，只读存储器101(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器101(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器101(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器101(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。

处理器102可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器102可以是通用处理器102，包括中央处理器102(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器102(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器102(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法及系统，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的方法及系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的方法及系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

另一方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器102执行时实现如上述第一方面中任一项的方法。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器101(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器101(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本申请实施例提供的一种全球内容分发的方法及系统，能够实现网络负载均衡，智能多线，自动获取最快路径，实现真正意义上的全球网络加速。确定由源内容数据节点、内容分发节点和各终端构成的内容分发网络拓扑结构。基于各终端请求、内容分发网络拓扑结构、历史信息和预设约束条件，确定分发策略。将分发效率作为分发决策的确定标准，通过计算、存储、网络资源的互补与协作，实现互联网内容在全球范围内的低延迟和高效率的分发。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种全球内容分发的方法，其特征在于，包括：

确定全球内容分发网络节点，其中，全球内容分发网络中节点包括：源内容数据节点、全球负载均衡集群及内容分发节点；

通过邻近原则的ACS集群智能算法将源内容数据指向全球负载均衡集群；

接收来自源内容数据节点的用于提供内容的请求，创建下载指针，下载指针包括待向全球内容分发提供的内容段的信息；

基于处理后的全球负载均衡集群、内容段的信息、内容分发网络拓扑结构、提供内容的请求和预设约束条件，确定分发决策。

2.如权利要求1所述的一种全球内容分发的方法，其特征在于，所述确定全球内容分发网络节点，其中，全球内容分发网络中节点包括：源内容数据节点、全球负载均衡集群及内容分发节点包括：

将源内容数据节点中的源文件分成多个段，其中为每个段分配一个序列号，每个段创建一组可能的呈递，并将对应的序列号集成到每个节点中。

3.如权利要求2所述的一种全球内容分发的方法，其特征在于，还包括：

基于不同时刻的源内容数据节点、内容分发节点和各终端的位置信息，以及各节点之间的通信链路，确定内容分发网络拓扑结构。

4.如权利要求1所述的一种全球内容分发的方法，其特征在于，所述通过邻近原则的ACS集群智能算法将源内容数据指向全球负载均衡集群包括：

通过ACS集群智能算法增强源内容数据的鲁棒性，避免个体出现故障而影响集群对整个问题的求解。

5.如权利要求4所述的一种全球内容分发的方法，其特征在于，还包括：

源内容数据节点与内容分发节点采用高速压缩通道进行数据通信。

6.如权利要求1所述的一种全球内容分发的方法，其特征在于，所述接收来自源内容数据节点的用于提供内容的请求，创建下载指针，下载指针包括待向全球内容分发提供的内容段的信息包括：

根据创建的下载指针，对包括至少一个内容段的至少一个源内容数据进行搜索，并启动与至少一个源内容数据的通信会话，其中，通过发送所需段的密钥方式来发送用于下载段的请求。

7.如权利要求1所述的一种全球内容分发的方法，其特征在于，所述基于处理后的全球负载均衡集群、内容段的信息、内容分发网络拓扑结构、提供内容的请求和预设约束条件，确定分发决策包括：

基于全球负载均衡集群，确定在目标预测时间范围内且满足预设约束条件时，分发效率达到最大的目标分发节点，基于目标分发节点，确定分发决策。

8.一种全球内容分发的系统，其特征在于，包括：

全球内容分发网络节点模块，用于确定全球内容分发网络节点，其中，全球内容分发网络中节点包括：源内容数据节点、全球负载均衡集群及内容分发节点；

集群智能模块，用于通过邻近原则的ACS集群智能算法将源内容数据指向全球负载均衡集群；

创建下载指针模块，用于接收来自源内容数据节点的用于提供内容的请求，创建下载指针，下载指针包括待向全球内容分发提供的内容段的信息；

分发决策模块，用于基于处理后的全球负载均衡集群、内容段的信息、内容分发网络拓扑结构、提供内容的请求和预设约束条件，确定分发决策。

9.如权利要求8所述的一种全球内容分发的系统，其特征在于，包括：

用于存储计算机指令的至少一个存储器；

与所述存储器通讯的至少一个处理器，其中当所述至少一个处理器执行所述计算机指令时，所述至少一个处理器使所述系统执行：全球内容分发网络节点模块、集群智能模块、创建下载指针模块及分发决策模块。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

Images